موظفة دعم فني
هندسة زراعية

إنك تختبر قوة الطرد المركزي في حياتك اليومية عند انعطاف السيارة مثلًا، وتجفيف الملابس في الغسالة، وعند ركوب المراجيح الدورانية، يوجد قوتين قوة الطرد المركزي وقوة الجذب المركزي لا بد من التميز بينهما، فقوة الجذب هي عبارة عن قوة حقيقية فعلية للحفاظ على الجسم ضمن مساره الدائري بحيث يتم جذبه للداخل، أما قوة الطرد المركزي فهي قوة ظاهرية غير حقيقية تؤثر على حركة الجسم ضمن مسار دائري فتدفعه نحو الخارج مبتعد عن مركز الدوران، ووفقًا للعالم الفيزيائي أندرو جانسي في جامعة واشنطن فقوة الطرد المركزي وقوة الجذب المركزي هما قوتين متماثلتين بالقيمة ومتعاكستين بالاتجاه لأنهما مرتبطتان بأطرٍ مرجعيةٍ مختلفة، فقوة الطرد المركزي هي القوة اللازمة للحفاظ على جسم ما يتحرك في مسار منحني ويتم توجيهه نحو مركز الدوران، على الرغم من أنها قوة وهمية إلا أنها مفيدة فهي تستخدم في العديد من المجالات،

حساب قوة الطرد المركزي

FC = -mv2/r

Fc: هي قوّة الطرد المركزيّ وتُقاس بالنيوتن.

m :وهي كُتلة الجسم وتُقاس بالكيلوغرام.

V: سُرعة الجسم وتُقاس بالمترِ على الثانية.

r : وهي نصف قطر وهي مسافة الجسم عن المركز وتقاس بالمتر

نستنتج أن العلاقة بين قوة الطرد المركزي  وكتلة الجسم علاقة طردية تزداد بزيادته، أما علاقة قوة الطرد المركزي مع السرعة فهي تتناسب طردًا مع مربع السرعة، أي إذا زادة السرعة 10 فإن قوة الطرد المركزي تزداد مئة مرة، أما علاقة قوة الطرد المركزي مع نصف قطر r هي علاقة عكسية.

يوجد عدة سرعات لأجهزة الطرد المركزي لمختبرات فمنها التي تتميز بالسرعة المنخفضة أقل من 5000 دورة في الدقيقة، وسرعات متوسطة بين 5000 و10000 دورة في الدقيقة، اما أجهزة الطرد المركزي عالية السرعة تكون أعلى من 10000 دورة في الدقيقة.

لقد استفاد العلم من قوة الطرد المركزي من خلال العديد من الاختراعات والتقنيات منها:

  • في مجالات تدريس علم الأحياء وفي المختبرات والبحوث الطبية، فتعتبر تقنية الطرد المركزي ركن أساسي وفعال لإعداد العينات المخبرية سواء الطبية والبيولوجية وتنقيتها.
  • استخدام قوة الطرد المركزي في المختبرات الطبية، لتحليل مكونات الدم بحيث يوضع الدم في أنبوب اختبار ويوضع في جهاز، يدور الجهاز بسرعة كبيرة جدًا بحيث تترسب الجزيئات الثقيلة في مركز الدوران، بينما تتراكم الجزئيات الأخف في منطقة الوسط.
  • أجهزة فرز الزيت التي تستخدم في المعاصر: حيث يتم فصل الزيت عن المكونات الأخرى من شوائب وماء ومواد صلبة باستخدام الطرد المركزي.
  • الغسالات الآلية: حيث يتم تجفيف الملابس بمبدأ الطرد المركزي فحوض الغسالة يحوي ثقوب عند دورانها بسرعات عالية ينفصل الماء عن الملابس.
  • تشاهد الطرد المركزي في مدن الألعاب للأطفال في الأراجيح الدورانية والسفينة عندما تصل للأعلى تشعر أن هناك قوة تسحب نحو الأعلى، ونفس الشعور في الأسفل تشعر بقوة تدفعك نحو الأسفل.
  • تستطيع تجربته وجود قوة الطرد المركزي في المنزل، بإمكانك استخدام دلو فيه ماء، واربطه بحبل وابدأ بالتدوير تجد أنه حتى عند تدويره نحو الأعلى لا ينسكب الماء بسب قوة الطرد المركزي.
  • عند وضع جسم ما على سطح دائري ابدأ بتدوير هذا السطح بشكل بطيء نلاحظ أن الجسم ظل محتفظًا بمكانه على السطح، لكن مع زيادة سرعة الدوران بحيث نجعلها أكبر من قوة الاحتكاك نلاحظ أن الجسم لا يبقى على السطح المستدير إنما يطير بخط مستقيم نحو الخارج.

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ما هو الطرد المركزي"؟